FR2721161A1 - Module électronique en technologie SMI et procédé de fabrication d'un tel module. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un module électronique utilisant la technologie SMI avec des composants CMS. Elle concerne aussi un procédé de fabrication d'un tel module. Les connecteurs (1) de liaison avec l'environnement électrique extérieur sont montés sur une semelle (5) par l'intermédiaire de moyens d'accrochage (10, 12) tandis que des éléments conducteurs allongés (16) présentent des pattes ou bornes de sortie (20) en contact avec des pistes (6). De plus, un couvercle (25) vient en contact étanche avec le pourtour (35) de la semelle (5) et avec le corps ou support isolant (15) du connecteur. Fabrication de modules électroniques SMI en composants CMS.

Description

La présente invention concerne un module électronique du type réalisé sur un Substrat Métallique
Isolé de la technologie désignée par le vocable SMI. Elle concerne aussi un procédé de fabrication d'un tel module.

En technologie SMI, on utilise des modules électroniques réalisés sur une semelle en un matériau métallique comme de l'aluminium, et qui porte, sur une première face, une série de pistes conductrices, une pellicule isolante comme un polyimide étant intercalée entre ladite première face de la semelle métallique et lesdites pistes conductrices.

La deuxième face de la semelle métallique est selon les cas, ou bien laissée en contact à l'air libre pour y dissiper par un rayonnement les échauffements produits par le fonctionnement du module électronique, ou bien thermiquement couplée avec une masse susceptible d'absorber de la chaleur, comme la carrosserie d'un véhicule.

Les pistes conductrices déposées sur la semelle recouverte du film isolant, présentent des extrémités libres dont chacune est destinée à être reliée électriquement à une borne convenable d'un composant électronique. En particulier, les meilleurs résultats, notamment au niveau de coefficient de remplissage du module, sont obtenus en utilisant des Composants à
Montage en Surface de technologie dite CMS. Les composants CMS sont collés dans une position particulière de façon à ce que leurs bornes de connexion soient en contact avec les extrémités précitées des pistes conductrices.

Dans une étape ultérieure du procédé de fabrication d'un tel module, il est nécessaire de prévoir des connecteurs permettant de fournir de l'énergie électrique et d'échanger des signaux électriques entre le module électronique et le reste de son environnement électrique.

Or, les connecteurs connus de l'état de la technique ne permettent pas un montage facile avant de recevoir une fixation et une liaison électrique sur les pistes du substrat métallique isolé.

En particulier, le connecteur n'ayant pas de tenue stable avant la fixation, ne peut pas conserver une orientation fixe permettant une bonne liaison électrique ultérieure avec les extrémités concernées des pistes conductrices du module.

De plus, les inerties de ces connecteurs sont telles qu'un couple de renversement peut apparaître et empêche que la liaison des bornes du connecteur aux pistes correspondantes du module soit conservée avant qu'elle ne soit rendue permanente par soudage.

Selon un autre problème, le module électronique présente un intérêt s'il est particulièrement étanche, à cause de son environnement agressif dans le milieu automobile en particulier. Or, la disposition d'un connecteur de liaison avec l'environnement extérieur entraîne l'apparition d'un point faible dans la fonction d'étanchéité du module électronique. Les connecteurs de l'état de la technique ne permettent pas d'assurer une étanchéité convenable en même temps qu'une fixation temporaire avant la formation de la liaison électrique.

Dans un état de la technique, on utilise une ceinture surmoulée intégrant les connecteurs qui, après équipement du module en technologie SMI, et brasage des composants de type CMS, doit être assemblée par collage sur le substrat SMI. Il est nécessaire ensuite de laisser s'écouler le temps de polymérisation de la colle utilisée.

On doit ensuite raccorder chacune des languettes de connexion des connecteurs par une soudure laser qui nécessite un préchauffage du substrat pour éviter le pompage des calories au moment de la soudure par le substrat aluminium. La soudure de type laser n'est pas possible avec des fils de gros diamètre et de plus, elle doit être effectuée manuellement.

On doit ensuite fermer le boîtier par collage d'un couvercle possédant un trou d'évent. Une fois la température stabilisée à l'intérieur du module électronique, il faut encore boucher le trou d'évent pour réaliser l'étanchéité du module électronique.

Il faut encore ajouter les opérations de test qu'il est nécessaire d'intégrer dans le processus de fabrication du module électronique pour garantir la qualité de la réalisation. Une telle solution, actuellement pratiquée dans les processus de fabrication de modules électroniques destinés à l'industrie automobile, est donc coûteuse à cause des appareils compliqués exigés, lente à cause de la multiplication des opérations de détails, et pratiquement impossible à automatiser.

Pour remédier à ces différents inconvénients de l'état de la technique, la présente invention concerne un module électronique sur un substrat métallique isolé, dont les composants sont de type à montage en surface, et qui comportent des connecteurs de liaison électrique avec l'environnement extérieur du module.

L'invention se caractérise notamment en ce que chaque connecteur du module comporte au moins un élément conducteur allongé, ou languette de connexion, destiné à venir en contact avec une extrémité d'une piste qui lui correspond sur le substrat métallique isolé, un support isolant protégeant et supportant ledit élément conducteur allongé, et un moyen d'accrochage du support isolant sur le substrat métallique isolé.

Selon un autre aspect de l'invention, le moyen d'accrochage du support isolant sur le substrat comporte des pions disposés sur la face inférieure du support isolant, des perçages ou creux recevant les pions correspondant sur la surface supérieure du substrat.

Selon un autre aspect de l'invention, les pions sont constitués par des colonnes cylindriques dont l'extrémité libre présente une forme conique de façon à faciliter la mise en place et le montage à force dans les perçages du substrat.

Selon un autre aspect de l'invention, les pions sont constitués par des corps cylindriques dont chacun présente des cannelures de façon à faciliter le montage à force dans les perçages du substrat.

Selon un autre aspect de l'invention, la longueur des pions est inférieure à l'épaisseur de la semelle de façon à ce qu'ils ne dépassent pas de celle- ci.

Selon un autre aspect de l'invention, les perçages sont constitués par des trous borgnes et présentent une épaisseur de matière qui vient en effleurement à la surface inférieure de la semelle.

Selon un autre aspect de l'invention, le pion est raccordé au support isolant du connecteur par l'intermédiaire d'une gorge annulaire.

Selon un autre aspect de l'invention, les éléments conducteurs allongés sont surmoulés dans le corps isolant, l'une des extrémités de chaque élément conducteur allongé est libre et est destinée à venir en contact avec la cosse femelle d'une fiche de connexion, l'autre extrémité de chaque élément conducteur allongé ressortant à la base du connecteur, en ressortant du corps isolant de façon à constituer des bornes de connexion qui présentent une face inférieure sensiblement plane et parallèle au plan correspondant de l'extrémité de la piste conductrice qui lui est destinée.

Selon un autre aspect de l'invention, l'élément conducteur allongé est constitué par une languette en métal conducteur comme du cuivre étamé, qui présente un coude.

Selon un autre aspect de l'invention, la languette est affaiblie par des gorges disposées vers son extrémité destinée à servir de borne de raccordement à l'extrémité libre de la piste conductrice sur le substrat, et pratiquées de chaque coté de la languette.

Selon un autre aspect de l'invention, le module électronique est chapeauté par une boîtier de fermeture ou couvercle laissant dégagée la face inférieure de la semelle.

Selon un autre aspect de l'invention, le boîtier de fermeture ou couvercle présente une extrémité fixée de manière permanente par un joint d'étanchéité réalisé notamment par un ruban de colle disposé dans une goulotte sur l'extrémité du boîtier, extrémité destinée à venir en contact avec le pourtour du substrat.

Selon un autre aspect de l'invention, la face supérieure du boîtier comporte une forme moulée de recouvrement destinée à envelopper le connecteur, le moulage du connecteur comportant une partie débordante en forme de cheminée, à l'intérieur de laquelle est moulée une excroissance extérieure, percée d'un trou de passage de chacun des conducteurs électriques allongés.

Selon un autre aspect de l'invention, le moulage du connecteur comporte aussi une excroissance intérieure, pratiquée sur la face intérieure au module et dirigée vers le corps isolant 2 du connecteur, percée par un creux qui vient envelopper le corps du connecteur.

Selon un autre aspect de l'invention, le corps présente une pente qui s'adapte à la pente du creux dans l'excroissance intérieure.

Selon un autre aspect de l'invention, le boîtier permet de fermer l'espace supérieur au-dessus du substrat
SMI, le connecteur débouchant directement à l'extérieur du boîtier.

Selon un autre aspect de l'invention, le connecteur présente une forme supérieure en forme de cheminée à l'intérieur de laquelle se trouve une excroissance surmoulée dotée d'un fond, destinée à rigidifier ses éléments conducteurs allongés. L'extrémité du boîtier, en contact avec le pourtour du substrat SMI est équipée d'une gouttière destinée à recevoir un ruban de colle ou un joint destiné à venir faire une liaison permanente et une étanchéité avec le pourtour du substrat. La face supérieure du boîtier présente un perçage destiné à permettre le passage de la cheminée du connecteur, le perçage se terminant par une gouttière destinée à recevoir un ruban de colle qui permet de faire une liaison permanente et étanche entre la gouttière et le corps du connecteur.

Selon un autre aspect de l'invention, la face inférieure du support isolant du connecteur présente un creux destiné à limiter les échanges thermiques entre la semelle et le reste du connecteur.

Selon un autre aspect de l'invention, le moyen d'accrochage comporte une vis autotaraudeuse à tête fraisée qui pénètre dans un trou borgne du support isolant du connecteur, la surface de la tête de la vis étant à l'intérieur d'un trou fraisé du substrat, qui est lui-même obturé par un vernis. Le trou borgne du support isolant du connecteur est un trou lisse dans lequel vient s'engager le corps de la vis autotaraudeuse pour réaliser l'accrochage.

Selon un autre aspect de l'invention, le moyen d'accrochage comporte aussi un pion engagé dans un trou correspondant de la semelle.

Selon un autre aspect de l'invention, le connecteur comporte un corps isolant ou support isolant dont une zone périphérique est percée d'une rainure annulaire pour recevoir un joint d'étanchéité en caoutchouc qui viendra en contact par pressage sur une face intérieure du couvercle du boîtier, serré à force sur le substrat de façon à mettre en compression le joint d'étanchéité dans la rainure annulaire.

Selon un autre aspect de l'invention, le module comporte une feuille ou film en matière isolante pour découpler au point de vue thermique le connecteur du substrat ou semelle, qui est interposée entre le substrat et le connecteur.

Selon un autre aspect de l'invention, le pourtour du boîtier ou couvercle présente un bord replié en forme d'aile qui vient entourer le pourtour de la semelle et qui porte une gouttière à l'intérieur de laquelle on a disposé un joint d'étanchéité élastique.

Selon un autre aspect de l'invention, au moins une zone du pourtour du boîtier est épaissie de façon à recevoir un alésage à travers lequel passe une vis autotaraudeuse à tête fraisée qui pénètre à travers un trou fraisé prévu à cet effet sur le substrat.

Selon un autre aspect de l'invention, pour maintenir l'étanchéité et la liaison entre le couvercle et la semelle, il comporte une pluralité de cavaliers qui présentent des extrémités qui pénètrent respectivement dans des perçages établis sur la face supérieure du couvercle et sur la face inférieure de la semelle de façon à réaliser une fixation permanente.

L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'un tel module électronique qui consiste notamment
- à produire le substrat, sur lequel on vient graver les pistes
- à déposer de la soudure ou pâte à braser, par sérigraphie, sur les zones à souder du substrat, telles que l'extrémité des pistes
- à déposer les composants à montage de surface et les connecteurs en position stable sur la face supérieure de la semelle, à l'aide de machines automatiques
- à procéder à un préchauffage du substrat par élévation de sa température, puis à poursuivre l'échauffement de façon à produire une refusion de la pâte à braser associée aux zones à souder du susbstrat
- à laisser se souder les composants à montage en surface sur lesdites zones par refroidissement, par exemple lors d'un cycle d'attente et de refroidissement puis,
- à poser le couvercle ou boîtier de fermeture.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des figures annexées qui sont
- la figure 1 : une vue partielle en perspective schématique d'un premier mode de réalisation d'un module électronique selon l'invention
- la figure 2 une vue en coupe d'un module électronique d'un mode de réalisation selon l'invention
- la figure 3 une vue en coupe d'un module électronique d'un autre mode de réalisation selon l'invention
- la figure 4 : une vue en coupe d'un module d'un autre mode de réalisation selon l'invention
- la figure 5 : une vue en perspective schématique d'un connecteur destiné à un module électronique d'un autre mode de réalisation selon l'invention
- la figure 6 : une vue en coupe d'une partie d'un module électronique d'un mode de réalisation selon l'invention
- les figures 7 et 8 : des vues partielles en coupe de deux modes de réalisation d'un moyen de liaison d'un connecteur à un substrat selon l'invention
- la figure 9 : un autre mode de réalisation d'un module électronique selon l'invention
- la figure 10 une vue en coupe d'un module électronique un autre mode de réalisation selon l'invention
- la figure 11 une vue en perspective d'un détail d'un mode de réalisation du module électronique de la figure 10.

Dans la description qui va suivre, le terme substrat métallique isolé, ou substrat, désigne une semelle en matériau métallique recouverte d'une pellicule isolante. C'est pourquoi on utilisera indistinctement les expressions substrat métallique isolé, substrat, ou semelle pour désigner le substrat du module électronique de l'invention.

A la figure 1, on a représenté une vue de montage partiel d'un module électronique selon l'invention.

Le connecteur 1 destiné à être monté sur le substrat 5 d'un module électronique en technologie SMI, comporte une enveloppe ou support isolant 2. Le support isolant 2 présente une face inférieure 3 qui est destinée à venir en contact avec la face supérieure 4 du substrat 5.

Sur la face supérieure 4 du substrat 5, sont disposées une pluralité de pistes conductrices 6, 7, 8 et 9 dont les extrémités respectivement 6a, 7a, 8a et 9a sont destinées à venir en liaison électrique avec des languettes ou bornes correspondantes du connecteur 1.

Pour son installation sur le substrat 5, le connecteur 1 est doté d'un moyen d'accrochage et de positionnement du support isolant 2 sur la semelle 5. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le moyen d'accrochage est constitué par deux pions respectivement 10 et 11 qui sont par exemple obtenus par moulage, sur la face inférieure 3 du support isolant 2. Des perçages ou creux, respectivement 12 et 13, formant des trous de positionnement et de fixation, correspondent aux pions 10 et 11 sur la surface supérieure 4 du substrat 5.

Pour réaliser le montage du connecteur 1, la machine automatique de pose, ou un opérateur dans le cas d'une pose manuelle, descend le connecteur 1 dans l'orientation convenable de façon à venir introduire les pions 10 et 11 dans les trous de positionnement et de fixation 12 et 13 du substrat 5. La profondeur des trous 12 et 13 et la hauteur des pions 10 et 11 sont calculées de manière à
- permettre un maintien en position suffisamment stable pendant le reste du processus de fabrication
- permettre de réaliser la liaison électrique entre les extrémités libres 6a à 9a avec les bornes correspondantes de connexion du connecteur 1.

Dans le mode de réalisation de la figure 1, le connecteur 2 comporte des éléments conducteurs allongés, ou languettes de connexion 16 à 19 qui sont surmoulés dans le corps isolant 15. L'une des extrémités de chaque élément conducteur allongé est libre et est destinée à venir en contact avec la cosse femelle d'une fiche de connexion non représentée à la figure 1. L'autre extrémité de chaque élément conducteur allongé ressort à la base 3 du connecteur 1, en ressortant du corps isolant de façon à constituer des bornes de connexion respectivement 20 à 23. Les bornes de connexion 20 à 23 présentent une face inférieure au dessin de forme sensiblement plane et parallèle au plan correspondant de l'extrémité de la piste conductrice qui lui est associée.

Dans le mode de réalisation de la figure 1, les pions 10 et 11 sont constitués par des colonnes cylindriques dont l'extrémité libre présente une coupe conique de façon à faciliter la mise en place et le montage à force dans les perçages 12 et 13 du circuit 5.

Dans un mode de réalisation préféré, les génératrices du corps cylindrique de chaque pion 10 ou 11 présentent des cannelures de façon à absorber l'écrasement au montage en force du pion dans le trou qui lui correspond.

Après insertion des pions 10 et 11 dans les perçages correspondants 12 et 13 à la surface supérieure 4 de la semelle 5, les faces en regard des extrémités des éléments allongés conducteurs et des pistes qui se correspondent dans le schéma électrique sont prêtes à être soudées par tout procédé, automatique ou non, puisque la position du connecteur est stable même quand un effort raisonnable est exercé sur le connecteur pour le renverser.

A la figure 2, on a représenté un mode de réalisation d'un module électronique équipé d'un connecteur selon l'invention. Le connecteur 1 est monté comme précédemment indiqué à la figure 1 dans un trou 12.

Le module est constitué sur le substrat 5 et comporte des composants à montage en surface comme le composant 33 représenté en traits mixtes qui vient en relation avec les différentes pistes comme la piste 6 conductrice qui se relient aux bornes convenables du connecteur 1. Le module électronique est complété par un boîtier de fermeture ou couvercle 25 dont l'extrémité 37 est fixée de manière permanente par un joint d'étanchéité 35 réalisé par exemple par un ruban de colle disposé dans une goulotte 36 prévue à cet effet sur l'extrémité 37 du boîtier, extrémité destinée à venir en contact avec le pourtour du substrat 5.

Sur la face supérieure du boîtier 25, on a prévu une borne moulée de recouvrement destinée à envelopper le connecteur. Le moulage du connecteur comporte une partie débordante 26 en forme de cheminée, à l'intérieur de laquelle est moulée une excroissance extérieure 27, percée d'un trou 28 de passage de chacun des conducteurs électrique allongés comme le conducteur 16 issu du connecteur 1. L'excroissance extérieure 27 est dirigée vers et disposée à l'extérieur du module électronique.

Le moulage du connecteur comporte aussi une excroissance intérieure 41, pratiquée sur la face intérieure au module et dirigée vers le support isolant 2 du connecteur 1. L'excroissance intérieure 41 est percée par un creux 40 qui vient envelopper le corps 15 du connecteur 1. Dans ce mode de réalisation, le corps 15 présente une pente qui s'adapte à la pente du creux 40 dans l'excroissance intérieure 41.

Dans le mode de réalisation de la figure 2, l'élément conducteur allongé 16 est en une seule pièce avec la borne qui lui correspond 20. A cet effet, l'élément conducteur allongé 16 est constitué par une languette en métal conducteur comme du cuivre étamé, qui est coudée à l'aide d'une cintreuse de façon à présenter un coude 38. La languette constituant l'élément conducteur allongée est de plus affaiblie par des gorges 39 disposées vers son extrémité destinée à servir de borne 20 de raccordement à l'extrémité libre 6a de la piste conductrice 6 sur le substrat 5, et pratiquées de chaque coté de la languette.

De cette façon, il est possible lors de la pose ou de l'insertion du connecteur 1 dans le trou 12, que la patte ou borne de sortie 20 se plie naturellement en contact avec l'extrémité libre 6a de façon à assurer un contact aussi parallèle que possible entre les faces en regard de l'extrémité libre 6a et de la borne 20.

Avant cette insertion, il est entendu que le corps ou support isolant du connecteur 1 a été obtenu notamment par surmoulage autour des différents éléments conducteurs allongés comme le conducteur 16.

A l'intérieur du puits ménagé par l'excroissance 26, il est possible d'introduire la partie réciproque 29 du connecteur 1 destiné à le raccorder à l'environnement électrique extérieur. Le connecteur 29 présente une première butée 30 sur le haut de l'excroissance 26 et une butée 31 au fond du puits à l'intérieur duquel passe l'élément conducteur 16. Cette disposition en chicane permet de renforcer l'étanchéité de ce genre de montage.

Ainsi qu'il est connu, un contact électrique est réalisé dans la zone 32 le long de l'extrémité libre du conducteur 16 de façon à réaliser la connexion électrique à l'extérieur. Un tel connecteur est bien entendu amovible.

Dans un mode particulier de réalisation, le substrat ou semelle 5 présente une face inférieure qui doit venir en contact avec une masse thermique importante. De façon à améliorer le couplage thermique entre le module électronique et cette masse thermique, il est souhaitable que le pion 10 ne dépasse pas de la face inférieure de la semelle 5. Plus encore, le trou 12 n'est pas débouchant et présente une épaisseur de matière 34 qui vient en effleurement à la surface inférieure de la semelle 5.

Dans un autre mode de réalisation, le trou 12 est débouchant et on pose ultérieurement un vernis 34 pour assurer l'étanchéité.

A la figure 3, on a représenté un autre mode de réalisation d'un module électronique selon l'invention.

Le connecteur 46 débouche directement à l'extérieur du boîtier 45 qui permet de fermer l'espace supérieur au-dessus du du substrat du circuit en technologie SMI.

A cet effet, le connecteur 46 présente une forme supérieure en forme de cheminée 48 à l'intérieur de laquelle se trouve une excroissance surmoulée 50, et dotée d'un fond 51. L'excroissance 50 permet de rigidifier un élément conducteur allongé 59 analogue à l'élément 16 précité. L'élément conducteur allongé 49 présente un coude à l'intérieur de la masse surmoulée du connecteur 46 en 53 et ressort de façon à constituer une borne de connexion 54 ainsi qu'il a déjà été décrit.

L'extrémité 58 du boîtier 45, en contact avec le pourtour de la semelle 5 du circuit de technologie SMI est équipée d'une gouttière 59 à l'intérieur de laquelle a été déposé un ruban de colle 57 destiné à assurer une liaison permanente et une étanchéité avec le pourtour de la semelle 5. De même, la face supérieur du boîtier 45 présente un perçage 47 destiné à permettre le passage de la cheminée 48 du connecteur 46. Le perçage 47 se termine par une gouttière 55 à l'intérieur de laquelle a été déposé un ruban de colle 56 qui permet de faire une liaison permanente et étanche entre la gouttière 55 et le corps du connecteur 46.

Dans un mode de réalisation préféré, la face inférieure de l'enveloppe du support isolant du connecteur 46 présente un creux 52 destiné à limiter les échanges thermiques entre la semelle 5 et le reste du connecteur 46.

On remarque dans ce mode de réalisation, que, pour limiter le couple de renversement du composant constitué par le connecteur 46, sa largeur ou surface occupée sur la face supérieure 4 du support ou semelle 5 est élargie par rapport au mode de réalisation de la figure 2.

A la figure 4, on a représenté un autre mode de réalisation d'un module électronique selon l'invention.

Dans ce mode de réalisation, le connecteur 62 monté sur la semelle 5 est directement en contact avec la face inférieure 60a d'un boîtier 61 analogue au boîtier 45 de la figure 3. Cependant, la face inférieure 60a du boîtier ou couvercle 60, vient en contact directement avec un plat 70 du corps ou support isolant du connecteur 62. Un encollage robotisé permet de déposer un joint annulaire de colle 69 dans une gorge de la face inférieure 60a.

Le connecteur de la figure 4, présente deux moyens d'accrochage différents du connecteur sur la semelle 5. Le premier mode d'accrochage est constitué par un pion 67 engagé dans un trou correspondant de la semelle 5 mais qui est raccordé au support isolant du connecteur 62 par l'intermédiaire d'une gorge annulaire 68.

Un second moyen d'accrochage est prévu qui est constitué par une vis autotaraudeuse à tête fraisée 64 qui pénètre dans un trou 63 du support isolant du connecteur. La surface de la tête de la vis 64 est à l'intérieur du trou fraisé 65 du substrat qui est luimême ultérieurement recouvert d'un vernis 66 assurant l'étanchéité.

Le support isolant du connecteur 62 est percé d'un trou lisse 63 dans lequel vient s'engager le corps de la vis autotaraudeuse 64 pour réaliser l'accrochage du connecteur sur la semelle 5.

La face supérieure 60b du couvercle 60 porte une cheminée 61 à l'intérieur du puits de laquelle passe des éléments conducteurs allongés 71-74 du connecteur 62.

A la figure 5, on a représenté une vue en perspective du connecteur selon la figure 4. Les éléments conducteurs allongés 71 à 75 sont constitués chacun par une languette pliée d'un métal conducteur de façon à présenter une première extrémité 71 à 75 destinée à venir se connecter avec l'environnement extérieur, et une seconde extrémité 71a à 75a qui est destinée à constituer une borne de connexion du connecteur sur les pistes correspondantes de la semelle 5 du circuit SMI. Le corps 82 du connecteur 62 est réalisé en un matériau plastique moulé isolant, et présente un plateau 81 sur lequel viendra en contact l'anneau 69 de collage et d'étanchéité ainsi qu'une partie 80 de guidage des languettes dans la cheminée 61 du couvercle 60.

A la figure 6, on a représenté un autre mode de réalisation, dans lequel le connecteur 86-88 comporte un corps isolant ou support isolant 86 dont une zone périphérique est percée d'une rainure annulaire 87 pour recevoir un joint d'étanchéité en caoutchouc qui viendra en contact par pressage sur une face intérieure du couvercle du boîtier. Le couvercle du boîtier est serré à force sur le circuit 5 de façon à mettre en compression le joint d'étanchéité dans la rainure annulaire 87.

Le support isolant 86 porte une pluralité d'éléments conducteurs allongés 88 et est inséré dans des trous du substrat ou semelle 5 par l'intermédiaire de pions 91 et 92 comme précédemment décrit. Cependant, une feuille ou film en matière isolante 85 et permettant de découpler au point de vue thermique le connecteur 86 du substrat ou semelle 5 est interposé entre le substrat 5 et le connecteur 86-88. Les bornes qui terminent les éléments conducteurs allongés 88, viennent toujours en contact avec des extrémités non représentées de pistes conductrices 89 disposées sur la surface supérieure de la semelle 5.

A la figure 7, on a représenté une partie d'un support isolant 95 dont un pion 96 cannelé par des cannelures 97 pénètre dans un alésage 98 débouchant sur la semelle 5.

Le pion 96 présente à son extrémité une forme conique 99 destinée à faciliter le positionnement et l'insertion et un diamètre nominal supérieur au diamètre nominal de l'alésage 98 de façon à permettre son insertion à force.

Les cannelures 97 permettent d'absorber l'écrasement du pion dû à cette insertion à force.

A la figure 8, la semelle 5 a été percée d'un trou fraisé 100 à l'intérieur duquel on fait passer une vis autotaraudeuse 101 dont la tête 102 présente une fente 103 pour un tournevis et qui s'engage dans un trou lisse 104 sur l'intérieur du support isolant 105 du connecteur.

A la figure 9, on a représenté un autre mode de réalisation d'un module électronique selon l'invention, dans lequel on utilise le connecteur représenté à la figure 6. Le module électronique comporte une pluralité de composants à montage de surface 111, 112, 120 qui sont montés sur des pistes conductrices comme les pistes 113.

Le connecteur 86 comporte un corps support isolant et des pattes ou bornes de connexion 114 aux pistes 113. Les pattes se poursuivent par un élément conducteur allongé 115 qui passe à travers le puits d'une cheminée 116 pratiqué sur la face supérieure d'un couvercle 119. De même, la cheminée 116 se prolonge à l'intérieur du boîtier par une couronne 126 qui vient en appui sur un joint 110 qui est lui-même en appui dans la gorge ou rainure annnulaire 87 précitée.

D'autre part, le pourtour du boîtier ou couvercle 119 présente un bord replié 121 en forme d'aile qui vient entourer le pourtour de la semelle 5 et qui porte une gouttière 122 à l'intérieur de laquelle on a disposé un joint d'étanchéité élastique 123.

Au moins une zone du pourtour du boîtier 119 est épaissie de façon à recevoir un alésage à travers lequel passe une vis autotaraudeuse 124 qui pénètre à travers un trou fraisé prévu à cet effet sur la semelle 5. De ce fait, il est possible de faire travailler les joints 110 et 121 en compression, ce qui améliore l'étanchéité.

A la figure 10, on a représenté un autre mode de réalisation d'un module électronique selon l'invention.

Le boîtier 119 est sensiblement analogue au boîtier de la figure 9. De ce fait, la zone correspondant au connecteur 86 ne sera pas plus décrite. Cependant, le bord qui fait le pourtour de la semelle 5 sur le boîtier 119 présente une gorge 130 qui vient emprisonner un joint 131 au niveau du pourtour de la face supérieure 6 de la semelle 5. Pour maintenir l'étanchéité et la liaison entre le couvercle 119 et la semelle 5, on dispose des cavaliers 132 et 133 qui présentent des extrémités 133a, 133b et 132a, 132b qui pénètrent respectivement dans des perçages établis sur la face supérieure 119a du couvercle 119 et sur la face inférieure 140 de la semelle 5 de façon à réaliser une fixation permanente.

A la figure 11, on a représenté un détail d'un cavalier 133 et de son extrémité 133a. Le cavalier 133 présente un pliage 135 destiné à lui redonner une forme sensiblement parallèle à la face 119a du boîtier 119.

Dans la zone du couvercle 119 d'interaction avec le cavalier 133, on a pratiqué un logement 141 à l'intérieur duquel est percé un trou 142.

L'extrémité 133a peut porter un ergot 143 destiné à venir dans le trou 142 du perçage 141, ou elle peut être pliée afin de venir dans ce trou.

Dans les modes de réalisation des figures 10 et 11, on assure une étanchéité par les joints élastiques qui assurent l'étanchéité entre la semelle 5 et le connecteur 86 sans utiliser des vis qui sont difficiles à mettre en place et à visser dans un processus automatique. En disposant un nombre raisonnable de cavaliers élastiques comme le cavalier 133 on assure la même fonction avec un coût et une difficulté moindre.

Dans le procédé de l'invention, le module électronique est fabriqué de la façon suivante.

On produit le substrat métallique isolé brut selon un procédé connu de l'homme du métier, et on vient graver les pistes correspondant au circuit électronique à réaliser.

Sur un banc de montage, on approvisionne les composants à montage de surface et les connecteurs de l'invention. Sur les zones à souder du substrat, telles que les bornes et les extrémités des pistes du substrat, on dépose un film de pâte à braser, telle que de la pâte à l'étain, par un procédé dit de sérigraphie.

Après avoir éventuellement réalisé les perçages pour mettre les connecteurs en position stable sur la semelle, ainsi qu'éventuellement les perçages pour fixer le couverle sur le pourtour de la semelle, on dépose les composants à montage de surface et les connecteurs en position stable sur la face supérieure du substrat, à l'aide de machines automatiques.

On procède ensuite à un préchauffage du substrat par élévation de température de la semelle et on poursuit l'échauffement de façon à produire une refusion de la pâte à braser associée aux parties électriques à souder sur les pistes du substrat. On laisse se souder les composants par refroidissement, par exemple lors d'un cycle d'attente et de refroidissement. Puis, on pose le couvercle ou boîtier de fermeture.

Claims (26)

REVENDICATIONS

1. Module électronique sur un substrat métallique isolé, dont les composants sont de type à montage en surface, et qui comportent des connecteurs de liaison électrique avec l'environnement extérieur du module, caractérisé en ce que chaque connecteur (2, 62, 46, 8688) du module comporte au moins un élément conducteur allongé, ou languette de connexion (16 - 19), destiné à venir en contact avec une extrémité (6a - 9a) d'une piste (6 - 9) qui lui correspond sur le substrat métallique isolé (5), un support isolant protégeant et supportant ladite languette (16 - 19), et un moyen d'accrochage (10,11) du support isolant (2) sur le substrat métallique isolé (5).

2. Module électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'accrochage du support isolant (2) sur le substrat (5) comporte des pions (10, 11) disposés sur la face inférieure (3) du support isolant (2), des perçages ou creux (12, 13) correspondant sur la surface supérieure (4) du substrat (5) recevant lesdits pions (10, 11).

3. Module électronique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les pions (10, 11) sont constitués par des colonnes cylindriques dont l'extrémité libre présente une coupe conique de façon à faciliter la mise en place et le montage à force dans les perçages (12, 13) du substrat (5).

4. Module électronique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les pions (10, 11) sont constitués par des corps cylindriques dont chacun présente des cannelures de façon à faciliter le montage à force dans les perçages du substrat.

5. Module électronique selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la longueur des pions (10, 11) est inférieure à l'épaisseur de la semelle (5) de façon à ce qu'ils ne dépassent pas de celle- ci.

6. Module électronique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les perçages sont constitués par des trous borgnes (12) et présentent une épaisseur de matière qui vient en effleurement à la surface inférieure de la semelle(5).

7. Module électronique selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le pion (67) est raccordé au support isolant du connecteur (62) par l'intermédiaire d'une gorge annulaire (68).

8. Module électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments conducteurs allongés (16 - 19) sont surmoulés dans le corps isolant (15), l'une des extrémités de chaque élément conducteur allongé est libre et est destinée à venir en contact avec la cosse femelle d'une fiche de connexion, l'autre extrémité de chaque élément conducteur allongé ressortant à la base (3) du connecteur (2), en ressortant du corps isolant de façon à constituer des bornes de connexion (20 - 23) qui présentent une face inférieure sensiblement plane et parallèle au plan correspondant de l'extrémité de la piste conductrice qui lui est destinée.

9. Module électronique selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément conducteur allongé (16) est constitué par une languette en métal conducteur comme du cuivre étamé, qui présente un coude (38).

10. Module électronique selon la revendication 9, caractérisé en ce que la languette est affaiblie par des gorges (39) disposées vers son extrémité destinée à servir de borne (20) de raccordement à l'extrémité libre (6a) de la piste conductrice (6) sur le substrat (5), et pratiquées de chaque coté de la languette.

11. Module électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est chapeauté par un boîtier de fermeture ou couvercle (25) laissant dégagée la face inférieure de la semelle (5).

12. Module électronique selon la revendication 11, caractérisé en ce que le boîtier de fermeture ou couvercle (25) présente une extrémité (37) fixée de manière permanente par un joint d'étanchéité (35) réalisé notamment par un ruban de colle disposé dans une goulotte (36) sur l'extrémité (37) du boîtier, extrémité destinée à venir en contact avec le pourtour du substrat (5).

13. Module électronique selon la revendication 12, caractérisé en ce que la face supérieure du boîtier (25) comporte une forme moulée de recouvrement destinée à envelopper le connecteur, le moulage du connecteur comportant une partie débordante (26) en forme de cheminée, à l'intérieur de laquelle est moulée une excroissance extérieure (27), percée d'un trou (28) de passage de chacun des conducteurs électrique allongés.

14. Module électronique selon la revendication 13, caractérisé en ce que le moulage du connecteur comporte aussi une excroissance intérieure (41), pratiquée sur la face intérieure au module et dirigée vers le corps isolant du connecteur (1), percée par un creux (40) qui vient envelopper le corps (15) du connecteur (1).

15. Module électronique selon la revendication 14, caractérisé en ce que le corps (15) présente une pente qui s'adapte à la pente du creux (40) dans l'excroissance intérieure (41).

16. Module électronique selon la revendication 11, caractérisé en ce que le boîtier (45) permet de fermer l'espace supérieur au-dessus du substrat (5) SMI, le connecteur (46) débouchant directement à l'extérieur du boîtier.

17. Module électronique selon la revendication 16, caractérisé en ce que le connecteur (46) présente une forme supérieure en forme de cheminée (48) à l'intérieur de laquelle se trouve une excroissance surmoulée (50) dotée d'un fond (51), destinée à rigidifier ses éléments conducteurs allongés (59), en ce que l'extrémité (58) du boîtier (45), en contact avec le pourtour du substrat (5)

SMI est équipée d'une gouttière (59) destinée à recevoir un ruban de colle (57) destiné à venir faire une liaison permanente et une étanchéité avec le pourtour de la semelle (5), et en ce que la face supérieure du boîtier (45) présente un perçage (47) destiné à permettre le passage de la cheminée (48) du connecteur (46), le perçage (47) se terminant par une gouttière (55) destinée à recevoir un ruban de colle (56) qui permet de faire une liaison permanente et étanche entre la gouttière (55) et le corps du connecteur (46).

18. Module selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face inférieure du support isolant du connecteur (46) présente un creux (52) destiné à limiter les échanges thermiques entre la semelle (5) et le reste du connecteur (46).

19. Module électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'accrochage comporte une vis autotaraudeuse à tête fraisée (64,102) qui pénètre dans un trou borgne (63,104) du support isolant du connecteur, la surface de la tête de la vis (64,102) étant à l'intérieur d'un trou fraisé (65,101) du substrat qui est lui-même obturé par un vernis (66), et en ce que le trou borgne du support isolant du connecteur (62) est un trou lisse (63,104) dans lequel vient s'engager le corps de la vis autotaraudeuse (64) pour réaliser l'accrochage.

20. Module électronique selon la revendication 19, caractérisé en ce que le moyen d'accrochage comporte aussi un pion (67) engagé dans un trou correspondant de la semelle (5).

21. Module électronique selon la revendication 16, caractérisé en ce que le connecteur (86-88) comporte un corps isolant ou support isolant (86) dont une zone périphérique est percée d'une rainure annulaire (87) pour recevoir un joint d'étanchéité en caoutchouc qui viendra en contact par pressage sur une face intérieure du couvercle du boîtier, serré à force sur le substrat (5) de façon à mettre en compression le joint d'étanchéité dans la rainure annulaire (87).

22. Module électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une feuille ou film en matière isolante (85) pour découpler au point de vue thermique le connecteur (86) du substrat ou semelle (5), qui est interposée entre le substrat (5) et le connecteur (86-88).

23. Module électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pourtour du boîtier ou couvercle (119) présente un bord replié (121) en forme d'aile qui vient entourer le pourtour de la semelle (5) et qui porte une gouttière (122) à l'intérieur de laquelle on a disposé un joint d'étanchéité élastique (123).

24. Module électronique selon la revendication 23, caractérisé en ce que au moins une zone du pourtour du boîtier (119) est épaissie de façon à recevoir un alésage à travers lequel passe une vis autotaraudeuse à tête fraisée (124) qui pénètre à travers un trou fraisé prévu à cet effet sur le substrat (5).

25. Module électronique selon la revendication 23, caractérisé en ce que, pour maintenir l'étanchéité et la liaison entre le couvercle (119) et la semelle (5), il comporte une pluralité de cavaliers (132, 133) qui présentent des extrémités (133a, 133b et 132a, 132b) qui pénètrent respectivement dans des perçages établis sur la face supérieure (119a) du couvercle (119) et sur la face inférieure (140) de la semelle (5) de façon à réaliser une fixation permanente.

26. Procédé de fabrication d'un tel module électronique qui consiste notamment

- à produire le substrat (5), sur lequel on vient graver les pistes (6 - 9)

- à déposer de la soudure ou pâte à braser, par sérigraphie, sur les zones à souder du substrat (5), telles que l'extrémité (6a - 9a) des pistes (6 - 9) ;

- à déposer les composants à montage de surface et les connecteurs en position stable sur la face supérieure (4) du substrat (5), à l'aide de machines automatiques

- à procéder à un préchauffage du substrat par élévation de sa température, puis à poursuivre l'échauffement de façon à produire une refusion de la pâte à braser associée aux zones à souder du substrat (5)

- à laisser se souder les composants à montage en surface sur lesdites zones par refroidissement, par exemple lors d'un cycle d'attente et de refroidissement ; puis,

- à poser le couvercle ou boîtier de fermeture.